潛在宜居的系外行星
地球不一定是宇宙中最好的星球。研究人員已經在太陽系外發現了二十幾顆行星,其中一些行星的軌道可能比我們的太陽系都要好,它們的條件可能比我們自己的行星更適合生命。
美國華盛頓州立大學科學家德克·舒爾茨·馬庫奇教授領導的一個研究團隊最近在《天體生物學》雜誌上發表報告,詳細介紹了潛在的超級宜居行星的特徵,這些行星包括那些比地球更老、更大一點、略微溫暖、可能更溼潤的行星。生命也可能更容易在那些圍繞著比我們的太陽更緩慢變化的恆星、壽命更長的行星上茁壯成長。
24顆超級宜居行星儘管都在100多光年之外,但馬庫奇表示,這項研究可以幫助聚焦未來的觀測工作,比如美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、LUVIOR太空觀測站和歐洲航天局的PLATO太空望遠鏡。
馬庫奇教授說:"隨著下一代太空望遠鏡的出現,我們將獲得更多的信息,所以選擇一些目標是很重要的。我們必須專注於某些行星,這些行星具有複雜生命的最有希望的條件。然而,我們必須小心,不要陷入尋找第二個地球的困境,因為可能有一些星球可能比我們的星球更適合生命。"
華盛頓州立大學科學家德克·舒爾茨·馬庫奇教授
馬庫奇是一位在行星宜居性方面有專長的地球生物學家,他與德國馬克斯·普朗克太陽系研究所的天文學家勒內·海勒和維拉諾瓦大學的愛德華·吉南合作,確定了超級宜居性標準,並在太陽系之外的4500顆已知系外行星中尋找良好的候選行星。適居性並不意味著這些行星一定有生命,只是指有利於生命的條件。
研究人員從系外行星檔案中中選擇了可能在宿主星的液態水宜居區內運行的行星-恆星系統。
雖然太陽是太陽系的中心,但它的壽命相對較短,只有不到100億年。由於在地球上出現任何形式的複雜生命之前花了近40億年的時間,許多與我們的太陽相似的恆星(被稱為G星),可能在複雜生命發展之前就耗盡了燃料。
除了研究具有較冷的G星的系統外,研究人員還研究了具有K矮星的系統,它們比我們的太陽更冷一些,質量更小,亮度更低。K星的優勢是壽命長,可達到200億至700億年。這將使軌道行星的年齡更大,同時也使生命有更多的時間發展到目前在地球上發現的複雜性。然而,為了適宜居住,行星不應該太老,以至於它們的地熱已經耗盡,並且缺乏保護性的地磁場。地球的年齡約為45億年,但研究人員認為,生命的發展的最佳星球是一顆年齡在50億至80億年之間的行星。
大小和質量也很重要。一顆比地球大10%的行星應該有更多的可居住土地。一顆質量約為地球的1.5倍的行星應該能通過放射性衰變保持其內部的熱量更久,也會有更強的引力,以在更長的時間內保持大氣層。
水是生命的關鍵,科學家們認為,多一點水會有幫助,特別是以水分、雲和溼度的形式。整體溫度稍高,平均表面溫度比地球高約5攝氏度,再加上額外的水分,對生命也會更好。這種溫暖和水分的偏好在地球上可以看到,熱帶雨林的生物多樣性比寒冷、乾燥地區的生物多樣性更大。
有一顆系外行星可能比我們的地球更適合生命
在24個頂級行星候選者中,沒有一個符合超級宜居行星的全部標準,但有一個具有四個關鍵特徵,使其可能比我們的母星更適合生命。
馬庫奇教授表示:"有時很難傳達這種超宜居行星的原則,因為我們認為我們擁有最好的行星。我們擁有大量複雜多樣的生命體,還有許多可以在極端環境中生存的生命體。擁有適應性強的生命是好事,但這並不意味著我們擁有最好的一切。"